CN105908169A - 一种GCr15钢表面水性封存剂 - Google Patents
一种GCr15钢表面水性封存剂 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种GCr15钢表面水性封存剂，由如下质量百分比的组分构成：去离子水20‑24%，缓蚀剂14‑18%，10%的单宁酸溶液11‑16%，山梨酸钾2‑3%，碳酸钠2‑4%，三乙醇胺6‑9%，聚异丁烯2‑3%，瓜尔胶3‑6%，田菁胶2‑5%，混合醇10‑15%，浓磷酸2‑6%，葡萄糖精3‑6%，润湿剂2‑3%，消泡剂1‑2%，本发明选料精良，采用科学的加工方法，防锈与成膜共同作用，本发明以去离子水为分散介质，配合其他原料，绿色环保，无污染；不含甲苯、乙苯、二甲苯、铬酸、亚硝酸钠，低VOC、无甲醛，无刺激性气味，对人体无毒害，而且容易被深层组织吸收，可以有效地防止钢铁表面腐蚀、气蚀及结垢，形成保护膜层，延长钢铁表面产生锈迹的时间，具有显著的环境效益、经济效益和社会效益。
Description
技术领域
本发明属于钢铁表面处理剂技术领域，具体涉及一种GCr15钢表面水性封存剂。
背景技术
GCr15钢是一种合金含量较少、具有良好性能、应用最广泛的高碳铬轴承钢，经过淬火加回火后具有较高的硬度、均匀的组织、良好的耐磨性、高的接触疲劳性能，为了提高GCr15钢钢表面的耐蚀性，需要在GCr15钢钢表面进行防锈处理，而目前我国的大部分防锈工艺多采用铬酸或重铬酸盐溶液处理，原料里含有六价铬和三价铬，对人体健康及环境造成严重危害，毒性大，达不到客户需求。
发明内容
为解决上述问题，本发明公开了一种GCr15钢表面水性封存剂，成本低，不含铬，能够保护钢表面，大幅延长被侵蚀的时间，封存时间长。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种GCr15钢表面水性封存剂，其特征在于：由如下质量百分比的组分构成：去离子水20-24%，缓蚀剂14-18%，10%的单宁酸溶液11-16%，山梨酸钾2-3%，碳酸钠2-4%，三乙醇胺6-9%，聚异丁烯2-3%，瓜尔胶3-6%，田菁胶2-5%，混合醇10-15%，浓磷酸2-6%，葡萄糖精3-6%，润湿剂2-3%，消泡剂1-2%。
本发明所述缓蚀剂为偏钨酸铵和巯基苯并噻唑混合搅拌15-20分钟即得，所述偏钨酸铵和巯基苯并噻唑的质量百分比为60-70%:30-40%。
本发明所述混合醇为异丙醇和十二硫醇在温度85-90℃、压力350-380KPa下混合搅拌10-15分钟即得，所述异丙醇和十二硫醇的质量百分比为50-60%:40-50%。
本发明所述润湿剂为蒸馏水和氧化钠膏钡皂在温度60-70℃混合搅拌25-30分钟，保温60-70分钟即得，所述蒸馏水和氧化钠膏钡皂的质量百分比为80-90%:10-20%。
本发明所述消泡剂为有机硅消泡剂。
一种GCr15钢表面水性封存剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）按质量百分比准备以下组分：去离子水20-24%，缓蚀剂14-18%，10%的单宁酸溶液11-16%，山梨酸钾2-3%，碳酸钠2-4%，三乙醇胺6-9%，聚异丁烯2-3%，瓜尔胶3-6%，田菁胶2-5%，混合醇10-15%，浓磷酸2-6%，葡萄糖精3-6%，润湿剂2-3%，消泡剂1-2%；
（2）往反应釜内加入1/2质量的混合醇、1/2质量的去离子水与葡萄糖精、瓜尔胶、田菁胶，滴入1/2质量的浓磷酸后搅拌，保持温度60-70℃压力250-300Kpa反应2-3小时，
（3）将聚异丁烯、碳酸钠加入步骤（2）后的混合物，温度降至45-50℃保温；
（4）加入山梨酸钾搅拌均匀；
（5）加入10%的单宁酸溶液，升温至70-80℃搅拌12-20分钟，从反应釜底部充入氮气，氮气充入量5-6升/分钟，20-30分钟后倒出过滤，形成保护剂；
（6）往反应釜内加入步骤（5）后的保护剂、三乙醇胺混合搅拌30-40分钟，搅拌速度650-700转/分，升温到90-100℃加入缓蚀剂，搅拌10-20分钟；
（7）加入剩余1/2质量的混合醇、1/2质量的去离子水、润湿剂，在温度80-90℃、压力800-900Kpa搅拌25-30分钟，搅拌速度450-500转/分；
（8）往反应釜内加入消泡剂，在温度20±5℃下搅拌10-20分钟，搅拌速度1800-2000转/分；
（9）滴入剩余1/2质量的浓磷酸调节PH值达1.2-1.5；
（10）检验、密封装桶入库。
作为本发明的一种改进，步骤（5）所述的过滤是用网眼为50-80μm的不锈钢过滤网筛过滤。
本发明的有益效果是：
本发明所述的一种GCr15钢表面水性封存剂，选料精良，采用科学的加工方法，防锈与成膜共同作用，解决了以往钢铁表面会腐蚀的问题，本发明以去离子水为分散介质，配合其他原料，绿色环保，无污染；不含甲苯、乙苯、二甲苯、铬酸、亚硝酸钠等有害物质，低VOC、无甲醛，重金属含量低于国家强制标准，无刺激性气味，对人体无毒害，而且容易被深层组织吸收，可以有效地防止钢铁表面腐蚀、气蚀及结垢，并形成保护膜层，延长钢铁表面产生锈迹的时间，施工性能优良，具有显著的环境效益、经济效益和社会效益。
本发明的加工工艺里的步骤（2）-（5），采用10%的单宁酸溶液、山梨酸钾、碳酸钠、三乙醇胺、聚异丁烯、瓜尔胶、田菁胶、混合醇、浓磷酸、葡萄糖精等原料，采用变化的温度与压力，科学配置成一种保护乳剂，涂刷在表面既能够形成双层防护，内层为防锈层紧附在GCr15钢表面，防止锈斑产生，外层为保护膜，膜层细密、均匀，能够使蛋白质凝固，阻止细胞生长，防止空气进入，杀菌防腐，抑制金属腐蚀，单位质量内保护面积大，具有良好的耐蚀性、耐老化性和耐候性，其中耐蚀性为镀锌板的4-5倍，在实际使用过程中，刷涂以后最好在24h以内涂装面漆，效果更好，步骤（5）得到的保护剂与三乙醇胺、阳离子缓蚀剂复合使用，既成膜保护又防腐蚀，能够从根本上全面抑制GCr15钢钢表面氧化，防止产生锈斑，保护GCr15钢钢表面；而且保护剂与润湿剂（本发明所用的蒸馏水和氧化钠膏钡皂复合溶液）复合使用，能够增加黏温特性和水溶性，涂刷到GCr15钢表面可以提高润滑防锈效果，抗静电，乳化力提高，试验证实加入质量百分比为在2-3%的润湿剂可以使处理剂中润滑与防锈达到平衡，提高封存剂品质。
本发明所述的一种GCr15钢表面水性封存剂，使用后能够在GCr15钢钢表面形成保护膜，结合力高，耐蚀性强，在材料上采用瓜尔胶、田菁胶、混合醇、葡萄糖精形成主要成膜物质，与纯酸能够发生较强的交联反应，使保护膜的致密性加强，厚度提高，最终提高了封存剂的耐蚀性；加入2-3%的聚异丁烯，增加黏度指数，提高粘合力、柔韧性、耐老化性、气密性和电绝缘性，降低流动性，增加对GCr15钢钢表面的粘附力，大幅延长保护膜被侵蚀的时间，提高GCr15钢钢表面润滑防锈效果，其粘度大，无色，环保、安全、无毒，增加了整体的化学稳定性；10%的单宁酸溶液内含有大量的鞣酸，与保护剂复合后，增加渗透性，封存剂更好的与钢结合，有很强的防腐蚀功能。
本发明使用有机硅消泡剂，1-2%的重量百分比能够达到很强的破泡和抑泡作用，减少空气接触的可能，强化防锈效果。
本发明的加工工艺里的步骤（5）在反应结束前，从反应釜底部对混合液充入氮气，高温充气，能够提高封存剂的乳化延伸性能和与多类物质的络合能力，增加封存剂的内聚力，提高溶液的表面张力，扩大保护范围，延长GCr15钢钢的使用寿命，节约成本。
本发明所述的一种GCr15钢表面水性封存剂，其性能指标如下：
PH值：1.2-1.5，
密度(25℃)：1.59-1.68g/cm3，
总酸度：790-820点，
保护膜厚度（um）：9-14，
固化时间（h）：12-18，
粘度（cps）：
600-1000，
附着力：1级，
弯曲试验（mm）：≤2，
铅笔硬度（ H ）：1，
冲击强度（kg／cm）：69。
具体实施方式
实施例1
本实施例所述的一种GCr15钢表面水性封存剂，由如下质量百分比的组分构成：去离子水24%，缓蚀剂16%，10%的单宁酸溶液14%，山梨酸钾2%，碳酸钠3%，三乙醇胺8%，聚异丁烯2%，瓜尔胶5%，田菁胶3%，混合醇12%，浓磷酸4%，葡萄糖精4%，润湿剂2%，有机硅消泡剂1%。
本实施例所述缓蚀剂为偏钨酸铵和巯基苯并噻唑混合搅拌18分钟即得，所述偏钨酸铵和巯基苯并噻唑的质量百分比为66%:34%。
本实施例所述混合醇为异丙醇和十二硫醇在温度88℃、压力360KPa下混合搅拌13分钟即得，所述异丙醇和十二硫醇的质量百分比为52%:48%。
本实施例所述润湿剂为蒸馏水和氧化钠膏钡皂在温度65℃混合搅拌28分钟，保温67分钟即得，所述蒸馏水和氧化钠膏钡皂的质量百分比为88%:12%。
本实施例所述的一种GCr15钢表面水性封存剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）按质量百分比准备以下组分：去离子水24%，缓蚀剂16%，10%的单宁酸溶液14%，山梨酸钾2%，碳酸钠3%，三乙醇胺8%，聚异丁烯2%，瓜尔胶5%，田菁胶3%，混合醇12%，浓磷酸4%，葡萄糖精4%，润湿剂2%，有机硅消泡剂1%；
（2）往反应釜内加入1/2质量的混合醇、1/2质量的去离子水与葡萄糖精、瓜尔胶、田菁胶，滴入1/2质量的浓磷酸后搅拌，保持温度65℃压力280Kpa反应2.5小时，
（3）将聚异丁烯、碳酸钠加入步骤（2）后的混合物，温度降至48℃保温；
（4）加入山梨酸钾搅拌均匀；
（5）加入10%的单宁酸溶液，升温至75℃搅拌18分钟，从反应釜底部充入氮气，氮气充入量5升/分钟，25分钟后倒出用网眼为60μm的不锈钢过滤网筛过滤，形成保护剂；
（6）往反应釜内加入步骤（5）后的保护剂、三乙醇胺混合搅拌35分钟，搅拌速度680转/分，升温到95℃加入缓蚀剂，搅拌15分钟；
（7）加入剩余1/2质量的混合醇、1/2质量的去离子水、润湿剂，在温度85℃、压力850Kpa搅拌28分钟，搅拌速度470转/分；
（8）往反应釜内加入有机硅消泡剂，在温度20℃下搅拌17分钟，搅拌速度1900转/分；
（9）滴入剩余1/2质量的浓磷酸调节PH值达1.3；
（10）检验、密封装桶入库。
使用效果：
在中性盐雾内腐蚀55小时无锈点，
超过90小时锈斑面积小于5%，
耐腐蚀时间超过一般水性封存剂2倍。
实施例2
本实施例所述的一种GCr15钢表面水性封存剂，由如下质量百分比的组分构成：去离子水24%，缓蚀剂14%，10%的单宁酸溶液16%，山梨酸钾2%，碳酸钠4%，三乙醇胺6%，聚异丁烯3%，瓜尔胶3%，田菁胶5%，混合醇10%，浓磷酸6%，葡萄糖精3%，润湿剂3%，有机硅消泡剂1%。
本实施例所述缓蚀剂为偏钨酸铵和巯基苯并噻唑混合搅拌15分钟即得，所述偏钨酸铵和巯基苯并噻唑的质量百分比为70%:30%。
本实施例所述混合醇为异丙醇和十二硫醇在温度90℃、压力350KPa下混合搅拌15分钟即得，所述异丙醇和十二硫醇的质量百分比为50%:50%。
本实施例所述润湿剂为蒸馏水和氧化钠膏钡皂在温度60℃混合搅拌30分钟，保温60分钟即得，所述蒸馏水和氧化钠膏钡皂的质量百分比为90%:10%。
本实施例所述的一种GCr15钢表面水性封存剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）按质量百分比准备以下组分：去离子水24%，缓蚀剂14%，10%的单宁酸溶液16%，山梨酸钾2%，碳酸钠4%，三乙醇胺6%，聚异丁烯3%，瓜尔胶3%，田菁胶5%，混合醇10%，浓磷酸6%，葡萄糖精3%，润湿剂3%，有机硅消泡剂1%；
（2）往反应釜内加入1/2质量的混合醇、1/2质量的去离子水与葡萄糖精、瓜尔胶、田菁胶，滴入1/2质量的浓磷酸后搅拌，保持温度60℃压力300Kpa反应2小时，
（3）将聚异丁烯、碳酸钠加入步骤（2）后的混合物，温度降至50℃保温；
（4）加入山梨酸钾搅拌均匀；
（5）加入10%的单宁酸溶液，升温至70℃搅拌20分钟，从反应釜底部充入氮气，氮气充入量5升/分钟，30分钟后倒出用网眼为50μm的不锈钢过滤网筛过滤，形成保护剂；
（6）往反应釜内加入步骤（5）后的保护剂、三乙醇胺混合搅拌40分钟，搅拌速度650转/分，升温到100℃加入缓蚀剂，搅拌10分钟；
（7）加入剩余1/2质量的混合醇、1/2质量的去离子水、润湿剂，在温度90℃、压力800Kpa搅拌30分钟，搅拌速度450转/分；
（8）往反应釜内加入有机硅消泡剂，在温度25℃下搅拌10分钟，搅拌速度2000转/分；
（9）滴入剩余1/2质量的浓磷酸调节PH值达1.2；
（10）检验、密封装桶入库。
使用效果：
在中性盐雾内腐蚀55小时无锈点，
超过85小时锈斑面积小于5%，
耐腐蚀时间超过一般水性封存剂2倍。
实施例3
本实施例所述的一种GCr15钢表面水性封存剂，由如下质量百分比的组分构成：去离子水20%，缓蚀剂18%，10%的单宁酸溶液11%，山梨酸钾3%，碳酸钠2%，三乙醇胺9%，聚异丁烯2%，瓜尔胶6%，田菁胶2%，混合醇15%，浓磷酸2%，葡萄糖精6%，润湿剂2%，有机硅消泡剂2%。
本实施例所述缓蚀剂为偏钨酸铵和巯基苯并噻唑混合搅拌20分钟即得，所述偏钨酸铵和巯基苯并噻唑的质量百分比为60%:40%。
本实施例所述混合醇为异丙醇和十二硫醇在温度85℃、压力380KPa下混合搅拌10分钟即得，所述异丙醇和十二硫醇的质量百分比为60%:40%。
本实施例所述润湿剂为蒸馏水和氧化钠膏钡皂在温度70℃混合搅拌25分钟，保温70分钟即得，所述蒸馏水和氧化钠膏钡皂的质量百分比为80%:20%。
本实施例所述的一种GCr15钢表面水性封存剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）按质量百分比准备以下组分：去离子水20%，缓蚀剂18%，10%的单宁酸溶液11%，山梨酸钾3%，碳酸钠2%，三乙醇胺9%，聚异丁烯2%，瓜尔胶6%，田菁胶2%，混合醇15%，浓磷酸2%，葡萄糖精6%，润湿剂2%，有机硅消泡剂2%；
（2）往反应釜内加入1/2质量的混合醇、1/2质量的去离子水与葡萄糖精、瓜尔胶、田菁胶，滴入1/2质量的浓磷酸后搅拌，保持温度70℃压力250Kpa反应3小时，
（3）将聚异丁烯、碳酸钠加入步骤（2）后的混合物，温度降至45℃保温；
（4）加入山梨酸钾搅拌均匀；
（5）加入10%的单宁酸溶液，升温至70-80℃搅拌12分钟，从反应釜底部充入氮气，氮气充入量6升/分钟，20分钟后倒出用网眼为80μm的不锈钢过滤网筛过滤，形成保护剂；
（6）往反应釜内加入步骤（5）后的保护剂、三乙醇胺混合搅拌30分钟，搅拌速度700转/分，升温到90℃加入缓蚀剂，搅拌20分钟；
（7）加入剩余1/2质量的混合醇、1/2质量的去离子水、润湿剂，在温度80℃、压力900Kpa搅拌25分钟，搅拌速度500转/分；
（8）往反应釜内加入有机硅消泡剂，在温度15℃下搅拌20分钟，搅拌速度1800转/分；
（9）滴入剩余1/2质量的浓磷酸调节PH值达1.5；
（10）检验、密封装桶入库。
使用效果：
在中性盐雾内腐蚀58小时无锈点，
超过90小时锈斑面积小于5%，
耐腐蚀时间超过一般水性封存剂2倍。
Claims (7)
1.一种GCr15钢表面水性封存剂，其特征在于：由如下质量百分比的组分构成：去离子水20-24%，缓蚀剂14-18%，10%的单宁酸溶液11-16%，山梨酸钾2-3%，碳酸钠2-4%，三乙醇胺6-9%，聚异丁烯2-3%，瓜尔胶3-6%，田菁胶2-5%，混合醇10-15%，浓磷酸2-6%，葡萄糖精3-6%，润湿剂2-3%，消泡剂1-2%。
2.根据权利要求1所述的一种GCr15钢表面水性封存剂，其特征在于：所述缓蚀剂为偏钨酸铵和巯基苯并噻唑混合搅拌15-20分钟即得，所述偏钨酸铵和巯基苯并噻唑的质量百分比为60-70%:30-40%。
3.根据权利要求1所述的一种GCr15钢表面水性封存剂，其特征在于：所述混合醇为异丙醇和十二硫醇在温度85-90℃、压力350-380KPa下混合搅拌10-15分钟即得，所述异丙醇和十二硫醇的质量百分比为50-60%:40-50%。
4.根据权利要求1所述的一种GCr15钢表面水性封存剂，其特征在于：所述润湿剂为蒸馏水和氧化钠膏钡皂在温度60-70℃混合搅拌25-30分钟，保温60-70分钟即得，所述蒸馏水和氧化钠膏钡皂的质量百分比为80-90%:10-20%。
5.根据权利要求1所述的一种GCr15钢表面水性封存剂，其特征在于：所述消泡剂为有机硅消泡剂。
6.一种GCr15钢表面水性封存剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）按质量百分比准备以下组分：去离子水20-24%，缓蚀剂14-18%，10%的单宁酸溶液11-16%，山梨酸钾2-3%，碳酸钠2-4%，三乙醇胺6-9%，聚异丁烯2-3%，瓜尔胶3-6%，田菁胶2-5%，混合醇10-15%，浓磷酸2-6%，葡萄糖精3-6%，润湿剂2-3%，消泡剂1-2%；
（2）往反应釜内加入1/2质量的混合醇、1/2质量的去离子水与葡萄糖精、瓜尔胶、田菁胶，滴入1/2质量的浓磷酸后搅拌，保持温度60-70℃压力250-300Kpa反应2-3小时，
（3）将聚异丁烯、碳酸钠加入步骤（2）后的混合物，温度降至45-50℃保温；
（4）加入山梨酸钾搅拌均匀；
（5）加入10%的单宁酸溶液，升温至70-80℃搅拌12-20分钟，从反应釜底部充入氮气，氮气充入量5-6升/分钟，20-30分钟后倒出过滤，形成保护剂；
（6）往反应釜内加入步骤（5）后的保护剂、三乙醇胺混合搅拌30-40分钟，搅拌速度650-700转/分，升温到90-100℃加入缓蚀剂，搅拌10-20分钟；
（7）加入剩余1/2质量的混合醇、1/2质量的去离子水、润湿剂，在温度80-90℃、压力800-900Kpa搅拌25-30分钟，搅拌速度450-500转/分；
（8）往反应釜内加入消泡剂，在温度20±5℃下搅拌10-20分钟，搅拌速度1800-2000转/分；
（9）滴入剩余1/2质量的浓磷酸调节PH值达1.2-1.5；
检验、密封装桶入库。
7.根据权利要求6所述的一种GCr15钢表面水性封存剂的制备方法，其特征在于：步骤（5）所述的过滤是用网眼为50-80μm的不锈钢过滤网筛过滤。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160831 |